造林密度对乔木人工枝条生长的影响研究

张新玲

(滨州市惠民县国土空间生态修复中心，山东 惠民 251700)

1 引言

造林密度指的是人工林的初始密度，即单位面积上的林木栽植株数，林分内林木前期生长的主要竞争者是周围的林木，而造林密度则代表了其竞争程度，而养分、水分等的竞争影响林木的生长、枝条的生长、单株材积量、蓄积量等，因此在进行林分培育时，选取合理的造林密度对林分的生长、发育具有重要意义。

对于造林密度对林木生长以及枝条发育的影响，国内外学者进行了大量的研究，郭宝林[1]、鲁绍伟等[2]以油松作为研究对象，对不同造林密度与油松枝条生长的影响进行了研究，研究表明随着造林密度的增大，油松的平均胸径、枝条数量呈现出降低的趋势。田新辉等[3]以107杨人工林为研究对象、王利宝等[4]以毛白杨杂种无性系S86作为研究对象进行了造林密度对林木的生长影响研究，提出造林密度于对林木的胸径、冠幅具有显著影响，并且成负相关的关系。赵匡记等[5]通过对华北落叶松的研究，确定了随着造林密度的增加，林分的蓄积量也随之增加。欧建德等[6,7]，通过研究提出立木的单株材积随着造林密度的增大而减小，造林密度通过影响树高、树干形数等因素影响立木单株材积等等。费本华等[8]、孙时轩等[9]对造林密度变化对于林木的干形和材质的影响进行了研究，得出造林密度的变化会影响木材的材质和材性，有利于提高木材的通直度等。而Akers等[10]、Getzin等[11,12]则是以树冠作为研究对象，得出树冠的生长指标与造林密度呈负相关的关系，并且提出树冠对于造林密度响应的灵敏度要高于树高等其他生长因子等等。

国内外对于造林密度的研究主要集中在针叶树种，缺乏对于阔叶树种的研究，因此本文以柚木作为乔木的代表，进行造林密度对乔木人工枝条生长的影响研究，通过对比不同密度下枝条的生长情况，确定乔木枝条生长最适宜的造林密度，为林业生产提供一定的参考。

2 试验设计

通过建造的不同密度以及配置方式的试验柚木林，根据试验林中柚木的生长数据(树高、胸径、单株材积、蓄积量[13])和形质指标[14](活枝下高、冠幅、干形评分)并结合枝条的基径、弦长以及数量，以枝条个体生长情况结合乔木整体生长情况综合分析造林密度(密度、配置方式)对乔木人工枝条生长的影响。

试验区位于山东省惠民县，属于暖温带季风型大陆气候，冬季寒冷、春季多干旱，夏季温度较高，全年平均气温为13.1 ℃，最高气温40.8 ℃、最低气温-18.2 ℃，土壤有机质含量较高为24.43 g/kg，土壤呈酸性pH值为5.8。试验林营建于2018年共计40亩。利用优树7599无性系采用组织培育繁殖技术，种植时采用两行一带造林，共设计3组密度，每组密度下设计3组不同的配置方式，区组完全随机，每区为10×10(行×株)，观测株为6×6(行×株)，设计密度与配置方式如表1所示。

表1 密度与配置方式

试验林经4年抚育，于2021年5月对试验林进行场地调查，调查情况如表2所示。

表2 试验林基本特征

3 数据处理

通过对试验林的柚木生长情况进行调查，计算其平均胸径与平均树高。再根据柚木的生长情况进行分区，共划分27个区，在每个区中选取2株平均木和4株优势木，共选取162株柚木，对选取的柚木进行活体实测，平均木测量到6m高为止，优势木测量到8 m高为止。对于高于测量高度的上部枝条，只记录枝条数量以及状态，对于测量高度内的柚木，将所有一级枝条[15]按照测量顺序进行编号，并记录其相关数据。本次研究采集162株柚木枝条数据共4803个，通过邓肯多重比较法对影响效果进行研究，评价内容如表3所示[16]。

表3 影响评价内容

其中干形评分标准[17]见表4。

表4 干形评分标准

4 结果及分析

4.1 不同密度条件下的影响

对于乔木生长及形质评价指标为树高、胸径、单株材积以及活枝下高、冠幅、干形评分，对于乔木枝条发育影响的评价指标为枝条的基径、弦长以及枝条数量，下同。经统计和计算[18]，不同密度下比较数据如表5所示[19]。

表5 不同密度下邓肯多重比较结果

由表5可知，在生长指标和形质指标评价中，柚木在密度A的情况下表现情况最高，各项数值最高，其次是密度B，表现最差的为密度C。在生长指标评价中，树高、胸径、单株材积各密度下差异明显，对于蓄积量指标，密度A显著高于密度B、C，密度B、C之间差异不明显。在形质指标评价中，活枝下高、干形评分各密度下差异不明显。而对于冠幅指标，不同密度下差异较明显。柚木生长指标(除蓄积量)和形质指标中的冠幅随着密度的增加显著降低。

随着密度的增加，枝条基径与枝条弦长呈现出降低的趋势，但是枝条基径变化趋势不明显，而枝条弦长的变化趋势较为明显，剔除掉死枝数据后，总枝条平均基径表现最高的为密度B，3种密度下差异不明显。对于枝条弦长来说，密度A表现最优，C表现最差，A与C之间差距明显。对于枝条数量来说，随着密度的变化，总枝条与活枝条数量受到的影响不显著，但其中的死枝条数量在A与B密度条件下差异较大，死枝数量最少的为B。

4.2 不同配置方式条件下的影响

经计算统计，对不同配置方式单一条件下柚木生长状况的邓肯多重比较的结果如表6所示。

表6 不同配置方式下邓肯多重比较结果

由表6可知，在生长指标和形质指标评价中，柚木在窄株窄行E的配置方式下表现情况最高，各项数值最高，其次是窄株宽行F，表现最差的为均匀型D。在生产指标评价中，均匀型和非均匀配置方式间差异明显，对于树高指标，非均匀型配置方式下差异明显，其他指标差异不明显。在形质指标下评价中，对于干形评分，均匀型和非均匀配置方式间差异不明显，其他指标差异明显。

经对比发现，均匀性D和非均匀E、F配置方式条件下，前者的枝条基径各方面均小于后者，但是仅对于活枝条三者存在显著差异，对于枝条弦长数据，配置E的总枝条平均弦长要显著高于D与F，除死枝条弦长外三者之间存在显著差异。不同配置方式对于枝条总数量以及活枝条数量的影响不显著，其中E配置下死枝条的数量最多。

4.3 不同密度及配置方式对乔木生长的影响

经计算，对不同密度以及配置方式双重条件下柚木生长状况的邓肯多重比较的结果如表7～表9所示。

表7 不同密度、配置方式下邓肯多重比较结果(一)

表8 不同密度、配置方式下邓肯多重比较结果(二)

表9 不同密度、配置方式下邓肯多重比较结果(三)

由表7～表9可知，对于生长指标中的树高指标，表现最好的密度与配置方式为AE，其次为BE，且AD、AF、BD、BF互相之间、与最优的AE之间差异不明显。当密度增加时，树高指标在同一密度不同配置下由差异明显逐渐转变为不明显。对于胸径指标，表现最好的为AD，其次为AE，最差的为BD，与其他条件下数据存在显著差距，当密度增加时变化情况同上。对于单株材积与蓄积量，表现最好的分别为AD/AE、AE，表现最差的均为BD，随着密度的增加，差异性的变化情况同上。对于形质指标中的活枝下高指标，表现最好的密度与配置方式为AF，其余的差异性不大，随着密度的增加，差异性均显著但是变化规律性不强。对于冠幅指标，表现最好的为BF，最差的为BD，对于干形评分，最好的为CE，最差的为CD，除两者外，其余差异均不显著。综合生长指标以及形质指标，柚木生长的最优密度与配置方式应为AE，最差的为BD。

对于枝条基径指标，总枝条平均基径表现最优的为BF，与其他存在显著差距。在活枝条基径数据中，表现最好为BF，其次是CE，与表现较差的其他组别形成了显著的差异。死枝条平均基径最大为AE，不同密度和配置之间差异显著，最大差距可达一倍。对于枝条弦长，在9种不同的密度和配置下，平均弦长差异显著，表现最好的为AE，其次为BF与最差的BD之间差异显著，AE与BF两者之间AE的活枝弦长最大，BF的死枝条弦长最大。对于枝条数量来说，9种条件下，除最优的BE与最差的BD之间存在显著差异，其他条件对于枝条数量的影响不明显。

5 结论与讨论

乔木的生长指标与形质指标中的冠幅，随着造林密度的增加呈现减少的趋势，其中，造林密度的增加主要包括枝株的密度增加、配置方式的改变，配置方式改变指的是由不均匀的窄株窄行配置变为均匀型配置。经分析可知，导致该情况发生的主要原因是由于造林密度的增大，导致了林分中林木出现郁闭现象，加剧了乔木间的生长竞争，资源的争夺导致了乔木的生产遭到了抑制。因此为提高乔木的生产应减少植株密度或者在密度一定的情况下，调节林带之间的距离。

对于乔木的枝条来说，随着密度的增大，平均基径有下降的趋势，但是不明显，结合基径与弦长综合来看当密度过大，不利于培育径材较大的乔木，密度过小时，死枝数量增加导致形成节疤[19]的概率增大，进而影响乔木的材质质量，形成恶性循环，而活枝数量受到密度和配置的影响较小。

经对比总结，低造林密度有利于培养径材较大的乔木，高造林密度可以抑制枝条的生产，有利于乔木枝条自然整枝，避免均匀配置的方式，应尽量选择A2这种低密度(1000株/hm2)、窄株窄行(2 m×2 m-8 m)的造林方式，并结合修枝管理，有利于乔木的枝条和自身的生长。

通过造林密度对乔木人工枝条生长影响的研究，填补了国内对于乔木等阔叶树种造林密度研究的缺失，并通过造林密度影响的研究，可以保证人工林的生长、发育过程满足需求，有利于控制、调整营林的前期投入，并且可为后期的经营与管理提供帮助，提高了木材的产量和质量，实现了森林资源的可持续发展。